四轮独立驱动电动汽车自适应巡航控制系统力矩分配方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106184207A(43)申请公布日2016.12.07(21)申请号201610548104.5(22)申请日2016.07.12(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市高新园区凌工路2号(72)发明人郭烈林肖乔彦夫岳明李琳辉杨彪(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212代理人李洪福(51)Int.Cl.B60W30/16(2012.01)B60W40/107(2012.01)B60W10/08(2006.01)B60L15/32(2006.01)权利要求书9页说明书11页附图1页(54)发明名称四轮独立驱动电动汽车自适应巡航控制系统力矩分配方法(57)摘要本发明公开了一种四轮独立驱动电动汽车自适应巡航控制系统力矩分配方法，由上层控制方法计算出理想加速度指令并输入到下层控制方法中，下层控制方法根据上层控制方法计算的理想加速度指令计算理想驱动力矩并分配力矩到四个车轮，解决了传统的自适应巡航控制系统无法直接应用于四轮独立驱动电动汽车的问题。上层控制方法采用柔滑约束的模型预测控制，提高了自适应巡航控制系统的实用性，满足了驾驶员所需的安全性、舒适性和经济性的要求。下层控制方法采用模糊控制得到理想纵向力矩并按照垂直载荷大小比例分配力矩到四个车轮，在保证四轮独立驱动电动汽车动力性的同时，提高了四轮独立驱动电动汽车自适应巡航控制系统的鲁棒性和实用性。CN106184207ACN106184207A权利要求书1/9页1.一种四轮独立驱动电动汽车自适应巡航控制系统力矩分配方法，其特征在于：包括上层控制方法和下层控制方法，由上层控制方法计算出理想加速度指令并输入到下层控制方法中，下层控制方法根据上层控制方法计算的理想加速度指令计算理想驱动力矩并分配力矩到四个车轮；具体步骤如下：A、上层控制方法计算本车的理想加速度根据本车的状态以及前车的状态计算本车的理想纵向加速度，通过以下过程实现：A1、建立本车与前车之间相互纵向运动学特性模型根据自适应巡航控制系统的本车与前车之间的相互纵向运动学特性，得到如下离散运动学方程：vrel(k+1)＝vrel(k)+ap(k)*Ts-a(k)*Tsv(k+1)＝v(k)+a(k)*Ts其中，Δx(k)为第k时刻本车与前车的间距，vrel(k)为第k时刻本车与前车之间的相对速度，ap(k)为第k时刻前车的加速度，a(k)为第k时刻本车的加速度，u(k)为第k时刻上层控制方法的理想加速度命令，τ表征下层控制方法的时间常数，Ts表征四轮独立驱动电动汽车自适应巡航控制系统采样时间，j(k)为第k时刻本车加速度的变化率；以本车与前车之间距Δx、本车速度v，本车与前车之间的相对速度vrel、本车加速度a和本车加速度变化率j作为四轮独立驱动电动汽车自适应巡航控制系统状态变量，将前车加速度作为四轮独立驱动电动汽车自适应巡航控制系统扰动量，得到本车与前车之间相互纵向运动学特性模型：x(k+1)＝Ax(k)+Bu(k)+Gw(k)其中Tx(k)＝[Δx(k),v(k),vrel(k),a(k),j(k)]，A2、建立状态方程四轮独立驱动电动汽车自适应巡航控制系统的设计需要满足安全性和跟车性的基本目的，同时对扮演着驾驶员角色的自适应巡航控制系统的上层控制方法来说，乘坐舒适性2CN106184207A权利要求书2/9页和经济性也是其重要评价指标；因此，选取本车与前车的间距误差δ、本车与前车的相对速度vrel、本车加速度a和本车加速度变化率j作为优化性能指标，四轮独立驱动电动汽车自适应巡航控制系统的输出方程如下所示：y(k)＝Cx(k)-Z其中Ty(k)＝[δ(k),vrel(k),a(k),j(k)]，th表征车头时距值，do表征最小本车与前车的间距；最终形成的状态方程如下所示：A3、建立预测方程依据建立的本车与前车之间相互运动学特性模型，对预测时域内的每一步的x(k)＝TT[Δx(k),v(k),vrel(k),a(k),j(k)],y(k)＝[δ(k),vrel(k),a(k),j(k)]进行预测：其中其中，p为预测时域，c为控制时域，为在第k时刻对预测时域内每一步的四轮独立驱动电动汽车自适应巡航控制系统状态变量的预测值，为在第k时刻对预测时域内每一步的输出T量y(k)＝[δ(k),vrel(k),a(k),j(k)]的预测值，u(k),u(k+1),…,u(k+c-1)为待求的控制变量，w(k)、w(k+1)、…、w(k+p)为第k时刻预测时域内每一步的扰动量，即前车的加速度，x(k)为第k时刻的四轮独立驱动电动汽车自适应巡航控制系统状态变量，为在第k-1时刻对第k时刻四轮独立驱动电动汽车自适应巡航控制系统状态变量的预测值，